CN108007979B - 一种泛音谐振矿石属性检测传感器 - Google Patents

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曹平
朱莹
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    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance

Abstract

本发明公开了一种泛音谐振矿石属性检测传感器，该传感器包括高速运算放大器A、负反馈电阻Rf、接地电阻R、并联振荡电感L1、并联振荡电容C1、微调电容Cj、石英晶体JT、正反馈信号提取电容C2和信号输出耦合电容C3；所使用的敏感元件的响应速度接近光速，体积小，突破了常规设计；金属矿物快速检测传感器无毒无辐射，适合各种金属矿石和非金属矿石检测，不需样品前处理，检测耗时短；体积小，重量轻、携带方便、操作简单，而且生产成本低，性价比高，利于推广应用。

Description

一种泛音谐振矿石属性检测传感器
技术领域
本发明属于矿产资源勘查技术领域，特别涉及一种泛音谐振矿石属性检测传感器。
背景技术
在找矿勘查过程中，科技工作者需要爬山涉水在深山老林穿梭，工作十分辛苦。为了辨别矿石的成分和含量以及划定矿区范围及储量，发明一款手持式野外金属矿物快速检测仪会深受广大地质工作者的欢迎。
对于野外金属矿物快速检测仪，目前市场上主要有美国、德国、日本、比利时等国生产的便携式XRF等分析仪，该仪器在探矿工作中可以实时有效地发现某些异常矿物化学元素的成分和含量，为快速锁定找矿目标提供了重要依据。过去要获得这样的结果只能收集样品送实验室分析后才能得到，耗时相当长，而且费用高昂。而现在Innov-X携带型XRF分析仪已经成为采矿现场工具箱中不可或缺的设备。Innov-X携带型XRF分析仪不仅缩短了测试耗时，而且削减了分析费用。它可以现场完成从磷到铀的元素分析。从而大大缩短了野外施工周期。
但是，由于这种仪器采用X射线作为传感源，对人体健康安全存在一定隐患。另外其重量和体积仍然太大，在野外使用仍不尽如人意。因此，急需研究一款既简单、易行又对人体无害的检测传感器，以满足室内和野外工程使用。
发明内容
为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种泛音谐振矿石属性检测传感器，利用体积较小的敏感元件感应因金属矿引起的电容和电感的变化，从而快速准确的测定金属矿成分。
一种泛音谐振矿石属性检测传感器，包括高速运算放大器A、负反馈电阻Rf、接地电阻R、并联振荡电感L1、并联振荡电容C1、微调电容Cj、石英晶体JT、正反馈信号提取电容C2和信号输出耦合电容C3；
所述并联振荡电感L1和并联振荡电容C1并联，其中，一个并联端接信号地，另一个并联端接高速运算放大器A的输出端；
负反馈电阻Rf和接地电阻R串联，负反馈电阻Rf和接地电阻R之间的中点与高速运算放大器A的负输入端相连，接地电阻R的一端接地，负反馈电阻Rf的一端与高速运算放大器A的输出端相连；
所述信号输出耦合电容C3、微调电容Cj、石英晶体JT以及正反馈信号提取电容C2依次串联，其中，正反馈信号提取电容C2一端接地，另一端与高速运算放大器A的正输入端相连；
信号输出耦合电容C3和微调电容Cj之间的中点与所述高速运算放大器A的输出端相连。
所述并联振荡电感L1由一个线绕电感和一个模拟电感复合而成。
所述模拟电感的电感量可以任意改变。
所述模拟电感是一个有源Rc负阻电路，并联振荡电感L1实现了电感连续可调，进而使振荡器的输出频率在很宽的范围连续可调，以便适应各类金属矿石的检测。
有益效果
本发明提供了一种泛音谐振矿石属性检测传感器，该传感器包括高速运算放大器A、负反馈电阻Rf、接地电阻R、并联振荡电感L1、并联振荡电容C1、微调电容Cj、石英晶体JT、正反馈信号提取电容C2和信号输出耦合电容C3；结构简单，使用方便；相较于现有技术中检测装置庞大体积的设置，本发明所使用的敏感元件的响应速度接近光速，体积的大小还不到一角钱硬币大小，突破了常规设计。本发明的金属矿物快速检测传感器无毒无辐射，适合各种金属矿石和非金属矿石检测，不需样品前处理，检测耗时短；体积小，重量轻、携带方便、操作简单，而且生产成本低，利于推广应用。
附图说明
图1为本发明所述泛音谐振矿石属性检测传感器的电路结构图。
具体实施方式
下面将结合附图和实例对本发明做进一步的说明。
如图1所示，一种泛音谐振矿石属性检测传感器，包括高速运算放大器A、负反馈电阻Rf、接地电阻R、并联振荡电感L1、并联振荡电容C1、微调电容Cj、石英晶体JT、正反馈信号提取电容C2和信号输出耦合电容C3；
所述并联振荡电感L1和并联振荡电容C1并联，其中，一个并联端接信号地，另一个并联端接高速运算放大器A的输出端；
负反馈电阻Rf和接地电阻R串联，负反馈电阻Rf和接地电阻R之间的中点与高速运算放大器A的负输入端相连，接地电阻R的一端接地，负反馈电阻Rf的一端与高速运算放大器A的输出端相连；
所述信号输出耦合电容C3、微调电容Cj、石英晶体JT以及正反馈信号提取电容C2依次串联，其中，正反馈信号提取电容C2一端接地，另一端与高速运算放大器A的正输入端相连；
信号输出耦合电容C3和微调电容Cj之间的中点与所述高速运算放大器A的输出端相连。
所述并联振荡电感L1由一个线绕电感和一个可以任意改变电感量的模拟电感复合而成。
所述模拟电感是有源Rc负阻电路，并联振荡电感L1实现了电感连续可调，进而使振荡器的输出频率在很宽的范围连续可调，以便适应各类金属矿石的检测。将泛音谐振矿石属性检测传感器紧贴于待测的块状矿石或粉状矿石上，泛音谐振矿石属性检测传感器中的泛音振荡元件因矿石或粉状矿石的存在，激发并联振荡电容的电容量和并联振荡电感的电感量发生变化，利用处理芯片依据电容和电感变化量，获得于待测的块状矿石或粉状矿石的成分。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种泛音谐振矿石属性检测传感器，其特征在于，包括高速运算放大器A、负反馈电阻Rf、接地电阻R、并联振荡电感L1、并联振荡电容C1、微调电容Cj、石英晶体JT、正反馈信号提取电容C2和信号输出耦合电容C3；
所述并联振荡电感L1和并联振荡电容C1并联，其中，一个并联端接信号地，另一个并联端接高速运算放大器A的输出端；
负反馈电阻Rf和接地电阻R串联，负反馈电阻Rf和接地电阻R之间的中点与高速运算放大器A的负输入端相连，接地电阻R的一端接地，负反馈电阻Rf的一端与高速运算放大器A的输出端相连；
所述信号输出耦合电容C3、微调电容Cj、石英晶体JT以及正反馈信号提取电容C2依次串联，其中，正反馈信号提取电容C2一端接地，另一端与高速运算放大器A的正输入端相连；
信号输出耦合电容C3和微调电容Cj之间的中点与所述高速运算放大器A的输出端相连；
所述并联振荡电感L1由一个线绕电感和一个模拟电感复合而成。
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